DE2620699A1 - Fernseh-lenksystem fuer flugkoerper - Google Patents

Fernseh-lenksystem fuer flugkoerper

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DE2620699A1 DE19762620699 DE2620699A DE2620699A1 DE 2620699 A1 DE2620699 A1 DE 2620699A1 DE 19762620699 DE19762620699 DE 19762620699 DE 2620699 A DE2620699 A DE 2620699A DE 2620699 A1 DE2620699 A1 DE 2620699A1
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Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRAM(COW
München, den \ 1. fA£.j 197S P/Sv - E 2076
Elliott Brothers (London) Limited Marconi House, Mew Street, Chelmsford , Essex, CMl IPL, Großbritannien
Fernseh-Lenksystem für Flugkörper
Die Erfindung betrifft ein Fernseh-Lenksystem für Flugkörper.
Allgemein bezieht die vorliegende Erfindung sich auf Lenksysteme für Flugkörper, beispielsweise Raketen, und insbesondere auf ein Fernseh-Lenksystem für Flugkörper, bei dem in dem Flugkörper gebildete Fernseh-Bildsignale zu einer Bodenstation (die selbst mobil sein kann) übertragen werden, wo aus diesen Signalen ein Bild erzeugt wird, das durch einen Beobachter oder die Leitstelle betrachtet werden kann.
In einigen Fällen wird das in der Bodenstation wiedergegebene Fernsehbild dazu verwendet, den Flugkörper bis zu dem Berührungspunkt mit einem ausgewählten Ziel von der Leitstelle aus zu führen. In anderen Fällen wird in der Leitstelle von Hand der Flugkörper bis zu einem Zielpunkt gesteuert; von diesem Punkt ab wird eine automatische
DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. G R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 4211. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR.23/25.TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÜNCHEN 77062-805
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Lenkung eingesetzt, um den Flugkörper auf ein ausgewähltes Ziel zu richten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fernseh—Lenksystem für Flugkörper zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vielzahl von unterschiedlichen Blickfelder in der horizontalen Ebene kombiniert werden, so daß in einer Fernseh—Darstellung für einen Beobachter oder eine Flugkörpsr-Leitsteile eine entsprechende Vielzahl von Ansichten entsteht, die übereinander angeordnet sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden vier Blickfelder vorgesehen, wobei zweckmäßigerweise zwei Blickfelder von einer Seite des Flugkörpers und zwei Blickfelder von der anderen Seite erzeugt werden. Mit Ausnahme der beiden inneren Blickfelder, die von den gegenüberliegenden Seiten des Flugkörpers gebildet werden s soiiien die Blickfelder aneinander grenzen, während sich cie beiden inneren Blickfelder überlappen bzw. überdecken.
Zweckiüäßigerweise erstreckt sich jedes Blickfeld in einem Winkel, der zwischen 10 und 20 liegt, in der horizontalen Ebene und näherungsweise in einem Winkel von 2 in der vertikalen Ebene.
Zweckmäßigerweise überdecken sich die beiden inneren Blickfelder wenigstens in einem Winkel von einem halben Grad. Normalerweise beträgt die Überdeckung ein halbes Grad bis ein Grad, wobei jedoch bei Bedarf auch eine größere Überdeckung verwendet werden kann·
Zweckmäßigerweise ist an dem Flugkörper eine Einrichtung, um die Blickfelder, übereinander angeordnet, auf einen Schirm abzubilden, sowie eine einzige Fersehkamerarohre
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vorgesehen, um den Schirm abzutasten und Bildsignale zu erzeugen, die von dem Flugkörper zu der Bodenstation übertragen werden«
Die Abbildungseinrichtung sollte zwei gegabelte bzw· zweigeteilte Bündel von optischen Fasern aufweisen, von denen das erste Bündel die beiden Ansichten Seite an Seite vqp einer Seite des Flugkörpers und das zweite Bündel die beiden Ansichten Seite an Seite von der anderen Seite des Flugkörpers sammelt; die beiden Bündel geben die Ansichten übereinander auf einer Endplatte der Faseroptik bzw· dem Faserboden wieder, der den durch die Kameraröhre abgetasteten Schirm bildet·
Zweckmäßigerweise werden die Blickfelder auf jeder Seite des Flugkörpers durch ein Linsensystem erzeugt, in dessen Bildebene die sammelnden bzw» empfangenden Enden der jeweiligen Bündel von optischen Fasern angeordnet sind.
Die Linsensysteme sollten sich hinter versenkten Fenstern befinden, die auf jeder Seite der Flugkörpernase vorgesehen sind.
Weiterhin kann eine Anordnung vorgesehen sein, um eine vergrößerte Abbildung eines Teils der Darstellung zu erzeugen; diese vergrößerte Abbildung kann beispielsweise dann ausgewählt werden, wenn ein Ziel bestimmt worden ist. Die Anordnung kann optisch oder elektronisch arbeiten. Sie kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Maßstab der Fernseh-Darstellung über einen ausgewählten Bereich zu erhöhen; außerdem kann die Einrichtung bei Bedarf eine Verringerung des Blickfeldes bzw. Bildwinkels bewirken, so daß ein Teleskopeffekt entsteht; dadurch kann effektiv die Abbildung des ausgewählten Zielfc vergrößert werden·
Bei einer Modifikation der Erfindung wird ein weiteres,
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relativ schrn&les Blickfeld in einer mit der Achse des Flugkörpers -ausgerichteten Richtung mit der Vielzahl von unterschiedlichen Blickfeldern kombiniert, um bei der Fernsen-Darstellung in der Nähe der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten eine Ansicht der Szene direkt vor dem Flugkörper und in dem schmalen Blickfeld zu erzeugen·
Zweckmäßigerweise ist die zuletzt erwähnte Ansicht bei ihrer Darstellung im Vergleich mit der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten vergrößert und sollte unter der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten dargestellt werden.
In einem typischen Pail erstreckt sich das relativ schmale Blickfeld in einem Winkel von 2 1/2 Grad in der horizontalen Ebene.
Sind in dem Flugkörper Einrichtungen, um die zuerst erwähnten Blickfelder übereinander auf einem Schirm abzubilden, sowie eine einzige Fernsehkameraröhre vorgesehen, um den Schirm abzutasten und Bildsignale zu erzeugen, die von dem Flugkörper zu der Bodenstation übertragen werdenj so wird das relativ schmale Blickfeld normalerweise auf dem Schirm unter den zuerst erv/ähnten Blickfeldern abgebildet.
Zweckmäßigerweise wird wieder ein Bündel von optischen Fasern verwendet, um das Licht von einem in der Mitte angeordneten Linsensystem, welches das relativ schmale Blickfeld erzeugt, zu sammeln und das gesammelte Licht zu dem Schirm zu übertragen· Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das zuletzt erwähnte Linsensystem so ausgelegt, daß es Teleskopwirkung hat.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bildsignals für einen Flugkörper gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 die sich bei dieser Einrichtung ergebende Auswirkung bei einem Beobachter oder der Leitstelle;
Fig. 3Aj 3B und 3C die Anbringung der Einrichtung nach Fig. 1 an einem typischen Flugkörper;
Fig. 4 eine Draufsicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen den verschiedenen, bei der vorliegenden Erfindung auftretenden Gesichtsfeldern bzw. Bildfeldern oder Bildwinkeln;
Fig. 5 eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bildsignals für einen Flugkörper gemäß'der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 5 die Auswirkung der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung auf einen Beobachter oder eine Lenkstelle; und
Fig. 7A, 7B und 7C die Anbringung der Einrichtung nach Fig. 5 an einem typischen Flugkörper.
In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert werden; dabei wird angenommen, daß es sich bei dem Flugkörper um die sogenannte "Seaskimmer"-Rakete handelt, die sehr nahe an der Wasseroberfläche fliegt, beispielsweise zwischen vier und zehn Metern
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-tauber der Wasseroberfläche.
In derr: oberen Teil von Fig. 1 ist eine typische Ansicht eine Bereichs dargestellt, auf den die Rakete zu fliegt; in diesem Bereich befinden sich drei Schiffe 1,2 und 3, deren Aufbauten wegen der geringen Flughöhe der Rakete gegen den Horizont umrißförmig angedeutet sind. Diese Szene wird in vier Bereiche LA,LB,RA und RB aufgeteilt, die mit Ausnahme der inneren Blickfelder LB und RA aneinandergrenzen; die inneren Blickfelder LB-und RA überlappen sich in gewissem Maße, wie später erläutert werden soll. Die Blickfelder LA und LB werden durch ein Linsensystem bzw. ein Objektiv 4, das sich auf der linken Seite der Rakete befindet, auf die empfangenden bzw. sammelnden Enden eines ersten gegabelten bzw. geteilten Bündels 5 von optischen Fasern fokussiert. Bei dieser Stufe erscheinen die Ansichten LA und LB Seite an Seite. Die beiden Arme des geteilten Bündels 5 trennen die beiden Ansichten LA und LB und übertragen sie zu einem Schirm 6, der durch die Endplatte der Faseroptik bzw« den Faserbo— den einer Kameraröhre 7 gebildet wird. Aufgrund der Zweiteilung bzw. Gabelung des Bündels 5 von optischen Fasern wird die Ansicht LA auf dem Faserboden 6 über der Ansicht LB dargestellt, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Für die Ansichten RA und RB fokussiert ein Linsensystem bzw. Objektiv 8, das den» Linsensystem 4 ähnelt und auf der rechten Seite der Rakete vorgesehen ist, die Ansichten Rl-. und RB auf die sammelnden bzw. empfangenden Enden eines weiteren gegabelten bzw. geteilten Bündels 9 von optischen Fasern, das dem gegabelten Bündel 5 von optischen Fasern ähnelt; das Bündel 9 ist jedoch so ausgelegt, daß die Ansichten RA und RB in Folge bzw. nacheinander unter den Ansichten LA und LB auf dem Faserboden 6 dargestellt werden.
Die Kamera 7 tastet dann das in Fig. 2 gezeigte, auf sei-
—7—
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nein Faserboden 6 erzeugte Bild ab, so daß die entstehenden Bildsignale auf herkömmliche Weise zu einer Basis- bzw. Bodenstation übertragen werden können.
Dadurch erhält also der Beobachter oder die Leitstelie in der Bodenstation eine wesentlich vergrößerte Ansicht des Zielbereichs in der horizontalen Ebene, während gleichzeitig eine gute Auflösung beibehalten wird· Die Kameraröhre muß nicht größer sein als die Kameraröhren, wie sie normalerweise bei Lenksystemen für Flugkörper eingesetzt werden, die mit Fernsehen arbeiten und der Bedienungsperson oder der Leitsteile ein einziges Blickfeld darstellen· In der Praxis wird ein 1" Vidicon oder für Nachteinsätze ein 40mm Ebsicon eingesetzt.
In den Figuren 3A, 3B und 3C zeigt Figo 3A eine Seitenansicht, Fig· 3B eine Stirnansicht und Fig. 3C eine schematische Draufsicht der Nase bzw. Spitze einer Rakete gemäß der vorliegenden Erfindung.
Es läßt sich erkennen, daß die Linsensysteme 4 und 8 jeweils hinter Fenstern 10 bzw· 11 vorgesehen sind, die sich unter der äußeren Oberfläche bsw· der Außenhaut des Flugkörpers befinden. Die Linsensysteme 4 und 8 bestehen jeweils aus einer Augapfellinse (eyeball lens) mit 30mm Durchmesser, 50mm Brennweite und 0 gleich 70mm· Die optische Achse OX eines jeden Systems ist in einem Winkel von 15,8 zu der longitudinalen Achse A des Flugkörpers geneigt, während die Fenster, hinter denen die Linsensysteme angebracht sind, in einer Ebene WP liegen, die in einem Winkel von 30° zi
Flugkörpers geneigt :>iet,.
in einem Winkel von 30° zu der longitudinalen Achse des
In Fig. 4 ist die Oberflächenerfassung bzw· der Oberflächenbildwinkel eines jeden Blickfeldes dargestellt. Jedes Blickfeld erstreckt sich unter einem Winkel von 16,8 von seinem Ursprung an dem jeweiligen Linsensystem,
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während die inneren Blickfelder LB und RA, die sich auf jeder Seite der longitudinalen Achse A des Flugkörpers in einem Winkel von 1 überlappen, die kontinuierliche Erfassung des gesamten Blickfeldes sicherstellen·
Die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung ähnelt im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten; der wesentliche Unterschied liegt darin, daß die Szene nicht in zwei linke Bereiche LA und LB sowie zwei rechte Bereiche RA und RB, sondern in einen einzigen linken Bereich L und einen einzigen rechten Bereich R unterteilt ist; außerdem ist zusätzlich ein in der Mitte angeordnetes Linsensystem bzw. Objektiv 12 vorgesehen, das Teleskopwirkung und einen relativ schmalen Bildwinkel (2 1/2°) im horizontalen Bildfeld bzw. Gesichtsfeld hat. Die optische Achse des Linsensystems 12 ist mit der Achse des Flugkörpers ausgerichtet. Ein Bündel 13 von optischen Fasern ist vorgesehen, um das Licht von dem Linsensystem 12 zu sammeln und auf den Schirm 6 zu übertragen; dadurch entsteht unter den Ansichten L und R, die übereinander angeordnet sind, eine Ansicht 14. Auf diese Weise ergibt sich durch die Ansicht 14 eine vergrößerte Darstellung irgendwelcher Ziele direkt vor dem Flugkörper, wenn die Ansicht 14 schließlich auf dem Fernsehgerät wiedergegeben wird. Dadurch kann also die Bedienungsperson das Schiff 15, das aufgrund der Überlappung teilweise in den beiden Ansichten L und R erscheint, durch Betrachtung der Ansicht 14 im Detail überprüfen. Die Bedienungsperson hat also die Möglichkeit, nach der Inspektion eines wahrscheinlich interessierenden Ziels in den allgemeinen Ansichten L und R den Flugkörper so zu lenken, daß er auf dieses Ziel gerichtet wird, während ihm gleichzeitig eine vergrößerte Ansicht des ausgewählten Ziels in der Ansicht 14 zur Verfügung steht und damit die weitere Lenkung erleichtert.
Die Figuren 7A, 7B und 7C ähneln im wesentlichen den Figuren 3A, 3B und 3C und zeigen nur das zusätzliche Lin-
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sensystem 12 und das zusätzliche Bündel 13 von optischen Fasern. Obwohl diese Teile gemäß der Darstellung in der Nase bzw. Spitze der Rakete (die mit einem transparenten Bereich versehen ist) angeordnet sind, ist es auch möglich, das Linsensystem 12 in einem Vorsprung an der Nase der Rakete oder in einem versenkten, also unter der Oberfläche angeordneten Fenster wie den Fenstern 10 und 11 vorzusehen, die in Bezug auf die Linsensysteme 4 und 8 erläutert wurden. Die optische Achse des Linsensystems 12 sollte selbstverständlich mit der Achse A der Rakete ausgerichtet sein.
- Patentansprüche -
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Claims (20)

Patentansprüche
1. Fernseh—Lenksystem für Flugkörper, dadurch geke nnzeichnet, daß eine Vielzahl von unterschiedlichen Blickfeldern (LA,LB,RA,RB) in der horizontalen Ebene kombiniert werden, so daß bei einer Fernseh-Darstellung für einen Beobachter oder eine Leitstelle eine entsprechende Vielzahl von Ansichten entsteht, die übereinander angeordnet sind (Fig.2).
2. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Blickfelder (LA,LB, RA,RB) vorgesehen sind.
3. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Blickfelder auf einer Seite des Flugkörpers und zwei auf der anderen Seite des Flugkörpers entstehen.
4. Fernseh-Lenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blickfelder mit Ausnahme der beiden inneren Blickfelder, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Flugkörpers entstehen, aneinander grenzen, wobei sich die beiden inneren Blickfelder (LB,RA) überlappen.
5. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich je-
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des Blickfeld (LA,LB,RA,RB) in einem Winkel zwischen 10 und 20 in der horizontalen Ebene und näherungsweise von 2 in der vertikalen Ebene erstreckt.
6. Fernseh-Lenksystem für Plugkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden inneren Blickfelder (LB,EA) wenigstens in einem Winkel von einem halben Grad überdecken.
7. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung an dem Flugkörper zur Abbildung der Blickfelder (LA,LB, RA,RB;L,R) übereinander auf einem Schirm (6) und durch eine einzige Fernseh-Kameraröhre (7), welche den Schirm
(6) abtastet und Bildsignale zur Übertragung von dem Flugkörper zu der Basisstation entwickelt.
8. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung zwei gegabelte Bündel (5,9) von optischen Fasern aufweist, von denen das erste Bündel die beiden Ansichten Seite an Seite von einer Seite des Flugkörpers und das zweite Bündel die beiden Ansichten Seite an Seite von der anderen Seite des Flugkörpers sammelt, wobei die Ansichten übereinander auf einem Faserboden wiedergegeben werden, der den durch die Kameraröhre
(7) abgetasteten Schirm (6) bildet.
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9. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blickfelder auf jeder Seite des Flugkörpers durch ein Linsensystem (4,8) erzeugt werden, in dessen Bildebene die sammelnden Enden der jeweiligen Bündel (5,9) von cjfcischen Fasern angeordnet sind.
10. Fernseh-Lenksystem für FIu körper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsensysteme (4,8) hinter versenkten Fenstern (10,11) angeordnet sind, die sich auf jeder Seite der Nase des Flugkörpers befinden.
11. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Erzeugung einer vergrößerten Abbildung eines Teils der Darstellung, die beispielsweise ausgewählt wird, wenn ein Ziel bestimmt worden ist.
12. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (12,13) den Maßstab der Fernseh-Darstellung über einen ausgewählten Bereich vergrößert.
13. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Verringerung des Blickfeldes bewirkt, so daß durch die Teleskopwirkung eine effektive Vergrößerung der Abbildung
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des ausgewählten Ziels entsteht.
14. Fernseh-Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ schmales, in einer Richtung mit der Achse des Flugkörpers ausgerichtetes Blickfeld mit der Vielzahl von verschiedenen Blickfeldern kombiniert wird, um bei der Fernseh-Darstellung in der Nähe der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten eine Ansicht der Szene direkt vor dem Flugkörper und in dem schmalen Blickfeld zu erzeugen.
15. Fernseh-Lenksystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zuletzt erwähnte Ansicht bei ihrer Darstellung im Vergleich mit der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten vergrößert ist.
16. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
zuletzt erwähnte Ansicht unter der zuerst erwähnten Vielzahl von Ansichten dargestellt ist.
17. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das relativ schmale Blickfeld in einem Winkel von 2 1/2 Grad in der horizontalen Ebene erstreckt.
18. Fernseh-Lenksystem nach einem der Ansprüche 14 bis YIy; und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ schmale
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Blickfeld auf dem Schirm (6) unter den zuerst, erwähncen Blickfeldern abgebildet wird.
19. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bündel von optischen Fasern (13) verwendet wird, um das Licht von einem in der Mitte angeordneten Linsen-System (12), welches das relativ schmale Blickfeld erzeugt, zu sammeln und das gesammelte Licht auf den Schirm (6) zu übertragen.
20. Fernseh-Lenksystem für Flugkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zuletzt erwähnte Linsensystem (12) Teleskopwirkung hat.
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DE2620699A 1975-05-21 1976-05-11 System zur Abbildung und Übertragung einer von einem Flugkörper aus erfaßten Szene Expired DE2620699C2 (de)

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